A Pekingi Egyetem kifejlesztett egy rugalmas, gumiszerű anyagot, amely folyamatos áramellátást biztosít hordható eszközök, távközlési berendezések és orvosi eszközök számára. Az új anyag előnye, hogy az összes eddig ismert, nagy teljesítményű termoelektromos anyag egymást kizáró tulajdonságait – rugalmasság, hatékony áramfejlesztés – kombinálja.

Az innováció azon a termoelektromos elven alapul, amely szerint a hőmérséklet-különbségek energiát termelnek. A Watt-féle gőzgép egykor a forrásban lévő víz hőjét mozgássá alakította. Most a tudósok megpróbálják kihasználni a kisebb hőmérséklet-különbséget az emberi test és a környező levegő között.

A test hőmérséklete körülbelül 37 Celsius-fok marad, míg a környező levegő hőmérséklete általában 20 és 30 Celsius-fok között mozog. A kínai csapat kifejlesztett egy anyagot, amely ezt a hőmérséklet-különbséget használja fel áramtermelésre. 

A matéria a félvezető polimerek és az elasztikus gumi keverékéből származik. A kutatók egy nanofibrális hálózatot terveztek, amely egyszerre biztosítja a nyújthatóságot és a vezetőképességet. A gyártás során az anyag eredeti hosszának több mint 850 százalékára nyúlt. 150 százalékos megnyújtás után alakjának több mint 90 százalékát visszanyerte, ami összehasonlítható a természetes gumival.

Speciális adalékanyagok tovább javították a teljesítményt. Az adalékanyagok szobahőmérsékleten termoelektromos tulajdonságokat hoztak létre, amelyek felvették a versenyt a hagyományos szervetlen anyagokkal. 

A fejlesztés előrelépést jelent az n-típusú elasztomerek terén, amelyek olyan anyagok, amelyek elektronokat vezetnek és mechanikai igénybevétel mellett is megőrzik vezetőképességüket. Eddig az n-típusú rendszerekben a rugalmasság és a magas elektromos teljesítmény egyidejű elérése elérhetetlennek tűnt. Elméletileg az anyag sérülés nélkül végtelenül tudna áramot szolgáltatni.

A kutatók távolabbi célja, hogy a gumit ruházati cikkekbe integrálják. Az ilyen ruhák a zsebben lévő telefont tudnák tölteni, miközben félvezető vezetékek segítségével a testhőt kifelé vezetnék és szabályoznák a hőmérsékletet.

Cikk forrása: Interesting Engineering

Borítóképünk illusztráció, a forrása: Adobe Stock